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更新時間：2025-02-18
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東北林業大學研究人員在國內期刊《光譜學與光譜分析》發表了題為"基于可見－近紅外光譜和深度森林的藍莓成熟度判別"的研究論文。在該論文中，研究人員使用上海騰拔Universal TA國產質構儀測定了藍莓的硬度。
摘 要 為快速準確對藍莓果實成熟程度進行分類，采用近紅外光譜檢測技術和深度森林算法，建立了藍莓成熟度的判別模型。采用ＬａｂＳｐｅｃ ５０００光譜儀采集了三種不同成熟程度的藍莓標準樣品，共獲取了１５０組光譜樣本。為確定最佳輸入模型特征數目，對原始光譜數據進行ＳａｖｉｔｚｋｙＧｏｌａｙ卷積平滑處理，采用主成分分析將平滑處理后的數據降至４個主成分，并采用多項式特征衍生方法對每個主成分進行２、３、４、５階的特征衍生，最終在深度森林中確定最佳的特征衍生階數為４。為檢驗深度森林的成熟度判別效果，將其與隨機森林、jiduan梯度提升樹算法（ｘｇｂｏｏｓｔ）及ｓｔａｃｋｉｎｇ融合模型進行了對比，對各模型確定了最佳超參數組合，深度森林和ｓｔａｃｋｉｎｇ融合模型采用了手動調參，隨機森林和ｘｇｂｏｏｓｔ采用了貝葉斯優化算法進行了超參數尋優。模型評估指標采用準確率、混淆矩陣、受試者工作特征曲線（ＲＯＣ）、ＡＵＣ度量及抗噪能力。研究結果表明，在測試集上，深度森林和ｓｔａｃｋｉｎｇ融合模型的準確率均為９５．５６％，隨機森林和ｘｇｂｏｏｓｔ的準確率為９３．３３％；深度森林的ＡＵＣ值為１，隨機森林、ｓｔａｃｋｉｎｇ融合模型、ｘｇｂｏｏｓｔ的ＡＵＣ值分別為０．９９、０．９８、０．９６，深度森林和ｓｔａｃｋｉｎｇ融合模型的抗噪能力優于隨機森林和ｘｇｂｏｏｓｔ。該研究的深度森林模型整體上判別效果優于其他三種模型，為藍莓成熟程度判別提供了技術支持。
1、硬度測定
將藍莓樣品放置于質構儀測試平板上，使用圓柱形探頭對單個漿果進行全質構分析（ＴＰＡ）測試。測前、測試和測后上行速度均為１ｍｍ/s，果肉變形３０％，兩次壓縮停頓時間均為５ｓ，以雙峰曲線中首峰的最大值表示硬度。
參考文獻：王宏恩等：基于可見－近紅外光譜和深度森林的藍莓成熟度判別. 光譜學與光譜分析, 2024年.
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